试析三种类型物理知识的教学视角，本文主要内容关键词为：三种论文,视角论文,物理论文,类型论文,知识论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
英国哲学家怀特海曾经指出：“要使知识充满活力，不能使知识僵化，而这是一切教育的核心问题。”[1]但目前的一些教学，却存在无视知识的类别，采用僵化的教学方式，导致知识失去活力的现象。“教育的全部目的就是使人具有活跃的智慧”。[2]知识仅仅是已经获得并储存起来的学问，而智慧则是运用学问去指导改善生活的各种能力。因为智慧指向人的实践，能为解决实际问题提供帮助；智慧又指向生活，是应用已知去明确地指导人生事物的能力；智慧还是个性化的，是个体自由发展、主体性得以彰显的前提。要使教学变成使学生变得更加智慧的过程，其首要任务是明确教学内容即知识的本质及类型。正如英国哲学家维特根斯坦所说：“洞见或透视隐藏于深处的棘手问题是艰难的，因为如果只是把握这一棘手问题的表层，它就会维持原状，仍然得不到解决。因此，必须把它连根拔起，使它彻底暴露出来；这就要求教师开始以一种新的方式来思考。”[3]所以，确定知识的类型，依据不同类型知识的特点，采取不同的教学方式才是知识教学的应然状态。
一、不同类型的知识应采用不同的教学方式
南宋诗人陆游在《冬夜读书示子聿》中写到“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”这两句诗的意思是说从书本上得到的知识终归是浅薄的，要想认识事物的本质，就必须亲身实践。若将此体现在教学中，教师的教学一方面是要让学生形成一种对待知识的严谨态度。另一方面是对不同类型的知识要采取不同的教学方法。在中学阶段，按所涉及知识的学习特点，可以将知识分为事实性知识、方法性知识和价值性知识。事实性知识实际上是一种描述性的知识，旨在通过一定的概念符号和数量关系反映自然界所存在的一些事实。学生只要通过阅读或教师讲授就能掌握事实性知识，是“学得”的过程；方法性知识是一种综合运用概念、规律解决一定问题的策略、程序或方法。方法性知识需要通过实践、体验才能领会，是“习得”的过程。价值性知识是基于学习经验的一种体悟，是认识世界的一种视角、理解世界的一种信念，是进一步深入研究自然界规律的动力源泉。价值性知识需要学生去“悟得”。“悟”是需要学生在特定的情境下体察要意，是个体经验被激活的过程，是理解、吸纳、建构科学思想方法、规律认知的过程，是融入了学生的人格、气质、品行和思想的过程，最终实现自己能动的创造和发现的领悟。因此，价值性知识就是“心中悟出始知深”的过程。只有用心感悟，才能最终沉淀到学生的内心深处，形成一种信念、成为一种素质、获得一种能力，伴其一生、受用终生。
二、三种不同类型知识的特点及教学策略
1.事实性知识：纸上得来终觉浅
例如，力表示物体间的相互作用、速度表示物体运动的快慢程度、位移表示物体位置的变化、功表示力在空间积累的效果等，这些都是事实性知识。事实性知识是一种表象性的知识，适宜事实性知识的学习方式是理解、记忆、再现、判断，其适宜的教学方式是授受式教学。在事实性知识的教学过程中，学生是被动的，学习的结果容易被遗忘，因此这种类型的知识需要教师不断重复，不断强化学生关于此种类型知识的记忆。
教学案例1 人教版必修2第六章第1节《行星的运动》
教师在学生阅读教材的基础上，介绍了人类关于地心说、日心说的认识历史，介绍了第谷、开普勒关于天文学方面的贡献，且重点讲授开普勒三定律。讲述完成后，布置一些和开普勒三定律相关的习题让学生当堂训练，以巩固学生关于开普勒三定律的学习效果。
目前的教学中，普遍存在的现象是将各种类型的知识都采用单一的“授受式”教学方法，即忽略知识的类型仅凭教师对知识先验性的理解进行无变通式地教学，各种类型的知识都不加区分地采用讲授式教学。除了事实性知识，对方法性知识和价值性知识也都试图通过教师的讲解让学生掌握。这样的教学，学生很难将方法性知识和价值性知识内化为自己的知识，教学自然是低效、甚至是无效的。且当教师发现学生在部分知识的学习过程中存在障碍和困难时，往往意识不到是教学方法和知识类型的不匹配造成的，教师通常是通过更多的习题来帮助学生强化这些知识。而这样做的结果就是：①教学中以讲代做、以讲代悟，课堂上讲风盛行，以讲的是否清楚作为课堂教学是否有效的重要判断依据，课后再通过大量的习题训练（即“题海战术”）来巩固知识学习；②在教与学的关系中，学生属于弱势群体。因为学生无法决定教学过程中教的方式，也无法决定自己学的方式。学生在单一的“授受式”教学方式下，缺乏方法性知识和价值性知识的有效学习方法，只能被动地通过高投入、高消耗来提升知识的学习效果。缺乏解释、推理、运用、操作、拓展过程的方法性知识的学习过程，缺乏对价值性知识的体验、反思、取舍，就很难是一种有效的学习，也很难形成一种价值追求与科学信仰，这或许是单一的授受式教学方式最值得担忧的地方。
2.方法性知识：绝知此事要躬行
例如，牛顿运动定律、动能定理、万有引力定律等内容，都是方法性知识。方法性知识是一种需要意会的知识，方法性知识适宜的学习方式是解释、推理、运用、操作、拓展。在方法性知识的学习过程中，需要学生能主动探究，这样获得的方法性知识才比较稳定，不易遗忘。方法性知识适宜采用探究式的教学方式。
教学案例2 人教版必修2第六章第4节《万有引力理论的成就》
本节教材内容给出了如下描述：“地球的质量是多少？这不可能用天平称量，但是可以用万有引力定律来称量。若不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受的重力m等于地球对物体的引力”若按教材所描述的内容教学，就只是“告诉”学生一个结论，只是进行了一个关于事实性知识的教学。而“地面上质量为m的物体所受的重力mg等于地球对物体的引力”这一知识是有前提的，即不考虑地球自转的影响。但为什么能“不考虑地球自转的影响”，就需要在教学中进行探究。这样的探究过程也就使该知识的教学由“事实性知识”转变为“方法性知识”的教学。
师 现在我们探究如何利用万有引力定律来称量地球的质量。若将一物体放置在地球表面，则该物体受到几个力的作用？
生 受到重力和支持力两个力的作用。
师 这两个力之间的关系如何？
生 是一对平衡力。
师 若考虑地球自转，则该物体在做什么运动？
生 随地球自转而做圆周运动。
师 那么，物体所受的这两个力还是平衡力吗？
生 若是平衡力，则物体做圆周运动的向心力来源是什么？若不是平衡力，则与已有的认知相矛盾。
师 按照万有引力定律，地球与物体之间应该存在万有引力，那么为什么物体只受到重力和支持力呢？重力产生的原因是由于地球的吸引，重力和万有引力之间的关系如何？
生 原来我们没有万有引力方面的知识，认为物体只受到重力和支持力。现在我们知道地球表面的物体实际受到地球对它的万有引力和地面对它的支持力。这两个力的合力提供物体随地球自转做圆周运动的向心力。
师 非常正确。现在我们定量地计算一下万有引力、支持力和向心力。不妨假设一个质量为1kg的物体放置在地球表面。地球是一个椭球体，极地半径为6357km，赤道半径为6378km。可见，在计算要求不太高的情况下，可以将地球看成半径为6400km的球体。当物体放置在地球表面不同位置时，受力会有哪些差异？
生 物体放在地球表面不同纬度处，受到地球的万有引力大小相同，但随地球自转做圆周运动的轨道半径不同，所需的向心力也不同。
师 若设物体放置在地球表面某一任意纬度处，则物体所受万有引力和向心力的关系如何？
生 如图1所示，物体所受万有引力和向心力的关系应该为：
师 物体处在地球不同位置，万有引力大小和向心力大小如何？万有引力的另一个分力
具有什么物理意义？
生 将地球可近似看做球体，物体在地球不同位置，所受万有引力大小均相等；而向心力
物体在地球表面不同位置，角速度相等，越靠近赤道，圆周运动半径越大，所需向心力就越大。万有引力的另一个分力则应为物体受到的重力。
师 当物体处在赤道上时，所受到的向心力、万有引力和重力之间的关系又如何？
师 由此可见，越靠近两极，物体随地球自转做圆周运动所需的向心力越小，万有引力的大小就越接近物体所受到的重力。在精度要求不太高的前提下，我们可以得出什么结论，这一结论的前提是什么？
生 若不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受的重力mg等于地球对物体的引力。
师 那么，物体在地球表面所受到的力严格意义上如何？在近似情况下又如何？
生 在考虑地球自转的情况下，物体在地球表面受到万有引力和地面支持力，两者的合力提供物体随地球自转所需的向心力。这种情况下重力是万有引力的一个分力。在不考虑地球自转的情况下，物体在地球表面受到的万有引力和地面支持力，两者的合力为零。这一状态下也可以说物体受到的重力等于万有引力。
诸如教材中此类内容，若教师仅按教材所描述的内容一带而过，就只能将这些知识告诉给学生，学生只能学到这些正确的结论，但学生对此类知识的掌握仅停留在记住层面，缺乏方法支撑，学生获得的能力是有限的。若要巩固这些知识只能通过大量的习题训练来完成，这就是无视方法性知识的特点采用单一的“授受式”教学产生的后果。
3.价值性知识：心中悟出始知深
例如，关于牛顿三定律的普适性、万有引力定律的简洁性、电磁规律的对称性等，都属于价值性知识的范畴。价值性知识具有内敛性的特点。适宜采取的学习方式是体验、反思、取舍、定向、创造、信仰。适宜采用的教学方式是引导学生去体悟。学生获得了价值性知识，就形成了一种信念，获得了学科继续学习的动力。
教学案例3 人教版必修2第六章第1节《行星的运动》
本节内容主要是事实性知识，采用教学案例1的方法也无可厚非。但若采用下面的教学方法，学生关于行星运动的特点就不再是简单的记忆，学习过程中有了推理、归纳及方法支持，学习效果必定会得到提高。
师 表1是太阳系八大行星的有关参数，你们从中能发现哪些规律？
生 行星的轨道半径越大，公转周期越大。
师 能否找出其中的定量关系呢？
生 可以将这些数据输入到Excel中，借助于Excel的运算功能尝试找出有关规律。运算结果表明，各行星绕太阳运动轨道半径的三次方与其公转周期的平方的比值几乎相等，而比值与行星的质量和体积无关。如下表2。
师 这就是开普勒第三定律，也称为周期定律。现在我们有了计算机辅助系统，运算起来便捷多了。当年，开普勒第一、第二定律是在1609年发现的，而开普勒第三定律却又历经了10年，在1619年才归纳出来。
以上的教学过程，不再是将知识简单地告诉给学生，而是让学生思考、参与了计算过程。这样学得的知识学生不会轻易遗忘。同时，在这一教学过程中教师描述了开普勒发现第三定律的艰辛，不必再加以渲染和强化，学生也能体会到科学规律发现的曲折与艰难，自然感染一种曲折不挠的科学探索精神。学生若历经多次这样的体悟，价值观就会逐渐构建起来，科学信念就能建立起来。这就是价值性知识的力量。